[发明专利]低温超导源热泵双效供热装置

说明书

技术领域

本发明型涉及一种低温超导源热泵双效供热装置，涉及到我国新能源节能技术和环境保护与资源两大领域。

本装置在于冬季大寒级-10℃至-20℃气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低 温纳米超导液体循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显 热)作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(模块低压机可以补偿因热 源温度下降产生的供热能力衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器作为中温位 热源，自动选择低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质，可直接 用于替代燃煤锅炉供暖的65℃的高温热水输出；在小寒级-10℃以上气候期，低温位热源温 度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热水 管程，输出65℃热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效系 统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。本装置集成了静电 低温超导热源塔、低温位能超导液传递、自动单双效热泵机组、单效小寒级供热循环、双效 大寒级供热循环、负温高湿蓄热能清霾创新技术。可在我国北方雾霾和大寒级气候周期全部 高效地替代化石能源燃煤锅炉供热产生的环境污染粉尘及碳排放。在雾霾周期进行大气循环 取热的同时，通过静电折射层去除了空气中的尘埃微粒、冷冻翅片层吸收凝结雾霾湿冷热源 再经热融清霾收集，净化了环境空气质量。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对建筑环境能源消耗的治理要求也越来越高。各种 超低温热泵供热技术日益在建筑中得到推广使用，在当前节能低碳，减少雾霾天气，创建生 态城市、绿色生态环境、绿色低碳建筑的大形式下，各类热源塔吸收低温位能与低热源热泵 配合的低碳环保节能的供热方式，已经成为各大高校研究的科研课题，将要在我国寒冷气候 区域替代燃煤锅炉供热改造发展中扮演着重要角色，实现热源塔热泵技术的升级。

已发明的热源塔热泵以宽带液导循环与单级低温热泵匹配可在空气-15℃，湿度90％ 以下的气候周期内，实现无霜运行输出45℃热水，供热性能达到2.5的COP值，满足现代 空调地暖和供热强制循环的供热场所。而面对当前节能减碳净化雾霾空气取替燃煤锅炉高温 供热要求场所，需要在大寒级-15℃至-20℃气候期通过应用一种“低温超导源热泵双效供热 装置”吸收空气中的超低温位能，经热泵提升产生65℃热水的供热技术。而实际上在我国 京津冀地区这类大寒级-10℃至-20℃气候期占供暖期间的20％，而在小寒级-10℃以上至的气 候期占供暖期间的80％，这就需要在小寒级以上的气候期，“低温超导源热泵双效供热装 置”应具备单效供热输出的功能实现经济性运行。而目前北方市场供热空调所应用的覆叠热泵采用的是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热，流体分配不均，高湿天气严重 结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决热泵压机随热源温度下降及结 霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很难与气候匹配，推广应用范围不多。

发明内容

本发明型低温超导源热泵双效供热装置目的，在于利用超导源热泵解决替代北方冬 季大寒级-10℃至-20℃气候期燃煤锅炉供热产生的直接污染问题。

本装置在于冬季大寒级-10℃至-20℃气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低 温纳米超导液循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显热) 作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(由模块热泵并联组成，可以补 偿因热源温度下降压机供热产生的自然衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器 作为中温位热源，再经低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质， 可用于替代燃煤锅炉供暖的65℃的高温热水输出；在小寒级-10℃以上气候期，低温位热源 温度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热 水管程，输出50℃热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效 系统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。

目前市场所应用的覆叠热泵技术是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热， 流体分配不均，高湿天气严重结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决 热泵压机随热源温度下降及结霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很 难与气候匹配。